Odpowiedź :
Prawidłowa odpowiedź na to zadanie będzie wyglądała:
Roztwór przedstawiony w zadaniu ma odczyn zasadowy, a jego pH wynosi 13,78.
Aby rozwiązać to zadanie, należy skorzystać ze wzorów:
- na gęstość [tex]d=\frac{m}{V}[/tex], gdzie m to masa substancji, a V to jej objętość
- liczbę moli [tex]n=\frac{m}{M}[/tex], gdzie m to masa substancji, a M to jej masa molowa.
- stężenie procentowe [tex]C_p=\frac{m_s}{m_r} *100\%[/tex], który przedstawia stosunek masy substancji rozpuszczonej do masy całego roztworu.
- stężenie molowe [tex]C_m=\frac{n}{V}[/tex], które jest stosunkiem liczby moli, które znajdują się w określonej objętości roztworu
- na wartość pH [tex]pH=-log[H^+][/tex], które liczymy na podstawie stężenia jonów wodorowych, bądź wodorotlenowych w roztworze.
W podanym zadaniu w roztworze zachodzi reakcja zobojętniania. To reakcja kwasu z wodorotlenkiem, w wyniku której powstaje sól oraz woda.
Zanim zaczniemy liczyć zadanie, należy zapisać równanie zachodzącej reakcji chemicznej:
[tex]HNO_3+NaOH- > NaNO_3+H_2O[/tex]
Następnie należy policzyć masę kwasu i zasady w roztworze, korzystając z przekształconego wzoru na stężenie procentowe:
[tex]m_s=\frac{m_r*C_p}{100\%}=\frac{750g*11\%}{100\%}=82,5g[/tex]
Następnie liczymy masę molową kwasu.
[tex]M_k=M_H+M_N+3*M_O=1\frac{g}{mol}+14 \frac{g}{mol}+3*16\frac{g}{mol}=63\frac{g}{mol}[/tex]
Ze wzoru liczymy liczbę moli kwasu:
[tex]n_k=\frac{m_s}{M_k}=\frac{82,5g}{63\frac{g}{mol} }=1,3mol[/tex]
Kolejno liczymy masę molową zasady.
[tex]M_z=M_{Na}+M_O+M_H=23\frac{g}{mol}+16\frac{g}{mol}+1 \frac{g}{mol}=40\frac{g}{mol}[/tex]
I ze wzoru liczbę moli zasady:
[tex]n_z=\frac{m_s}{M_z}=\frac{82,5g}{40\frac{g}{mol} }=2,1mol[/tex]
Na podstawie powyższej reakcji można wywnioskować, że jeden mol kwasu reaguje z jednym molem zasady. W tym zadaniu zasada została użyta w nadmiarze, dlatego powstały roztwór będzie miał odczyn zasadowy. Za pomocą prostego równania można obliczyć liczbę moli zasady, która nie uległa reakcji:
[tex]n_x=n_z-n_k=2,1mol-1,3mol=0,8mol[/tex]
Na podstawie wzoru na gęstość można obliczyć objętość całego roztworu:
[tex]V=\frac{m}{d}=\frac{750g+750g}{1,11\frac{g}{cm^3} } =1351cm^3=1,351dm^3[/tex]
Następnie ze wzoru można policzyć stężenie nieprzereagowanych jonów wodorotlenowych, ponieważ jeden mol zasady sodowej daje jeden mol jonów wodorotlenowych.
[tex][OH^-]=\frac{n_x}{V} =\frac{0,8mol}{1,351dm^3} =0,6 \frac{mol}{dm^3}[/tex]
Teraz można policzyć wartość pOH, ze wzoru:
[tex]pOH=-log[OH^-]=-log(0,6)=0,22[/tex]
A na podstawie poniższego wzoru policzymy wartość pH:
[tex]pH=14-pOH=14-0,22=13,78[/tex]
#SPJ1
